BAB V KESIMPULAN
5.2 Saran
5.2 Saran
KTZ berinteraksi secara lemah dengan matriks PSf, sehingga perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk memperkuat ikatan antara KTZ dan matriks PSf dengan cara menambah gugus hidroksil pada KTZ. Pada MMM PSf/KTZ juga terdapat void dan cacat, sehingga perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengurangi deffect dan void tersebut dengan cara melapisi MMM PSf/KTZ menggunakan polidimetilsiloksan (PDMS).
72
73 DAFTAR PUSTAKA
Agustina, E. 2013. Karbon Tertemplat Zeolit-Y dengan Aktivasi ZnCl2 Sebagai Material Penyimpan Hidrogen. Thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.
Ahmad, N. N. R., Leo, C. P., Mohammad, A. W., dan Ahmad, A. L. 2017. Modification of gas selective SAPO zeolites using imidazolium ionic liquid to develop polysulfone mixed matrix membrane for CO2gas separation. Microporous and Mesoporous Materials. Vol. 244, pp. 21–30.
Alam, N., dan Mokaya, R. 2011. Microporous and mesoporous materials characterisation and hydrogen storage of Pt-doped carbons templated by Pt-exchanged zeolite Y. Microporous and Mesoporous Materials. Vol. 142(2–3), pp. 716–724. Anggarini U. 2013. Sintesis dan Karakterisasi Karbon Tertemplat
Zeolit-Y dengan Aktivasi K2CO3 sebagai Material Penyimpan Hidrogen. Thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.
Anson, M., Marchese, J., Garis, E., Ochoa, N., dan Pagliero, C. 2004. ABS copolymer-activated carbon mixed matrix membranes for CO2/CH4 separation. Vol. 243, pp. 19–28. Aroon, M. A., Ismail, A. F., Matsuura, T., dan Montazer-Rahmati,
M. M. 2010. Performance studies of mixed matrix membranes for gas separation: A review. Separation and Purification Technology. Vol. 75(3), pp. 229–242.
Atkins, Peter., Overton, Tina, Rourke, Jonathan, Weller, Mark, Amstrong, Fraser, Hagerman, Michael. 2010, Inorganic Chemistry 5th ed. WH Freeman and Company, New York.
74
Babari, T. A., Koros, W. J., dan Paul, D. R. 1989. Polymeric Membranes based on Bisphenol-A for gas seperations. Journal of Membrane Science. Vol. 42, pp. 303–314.
Bastani, D., Esmaeili, N., dan Asadollahi, M. 2013. Polymeric mixed matrix membranes containing zeolites as a filler for gas separation applications: A review. Journal of Industrial and Engineering Chemistry. Vol. 19(2), pp. 375–393. Burmann, P., Zornoza, B., Téllez, C., dan Coronas, J. 2014. Mixed
matrix membranes comprising MOFs and porous silicate fillers prepared via spin coating for gas separation. Chemical Engineering Science. Vol. 107, pp. 66–75.
Choi, S., Kim, H., Lee, S., Wang, Y., Ercan, C., Othman, R., dan Choi, M. 2015. Large-scale synthesis of high-quality zeolite-templated carbons without depositing external carbon layers. Chemical Engineering Journal. Vol. 280, pp. 597–605. Chung, T., Ying, L., Li, Y., dan Kulprathipanja, S. 2007. Mixed
matrix membranes ( MMMs ) comprising organic polymers with dispersed inorganic fillers for gas separation. Vol 32, pp. 483–507.
Dehghani Kiadehi, A., Rahimpour, A., Jahanshahi, M., dan Ghoreyshi, A. A. 2015. Novel carbon nano-fibers (CNF)/polysulfone (PSf) mixed matrix membranes for gas separation. Journal of Industrial and Engineering Chemistry. Vol. 22, pp. 199–207.
Deshmukh, S. P., dan Li, K. 1998. Effect of ethanol composition in water coagulation bath on morphology of PVDF hollow fiber membranes. Vol. 150, pp. 75–85.
Dong, G., dan Chen, V. 2013. Challenges and opportunities for mixed-matrix membranes for gas separation. Vol. 1, pp. 4610–4630.
75 Goh, P. S., Ismail, A. F., Sanip, S. M., Ng, B. C., dan Aziz, M. 2011. Recent advances of inorganic fillers in mixed matrix membrane for gas separation. Separation and Purification Technology. Vol. 81(3), pp. 243–264.
Guan, C., Wang, K., Yang, C., dan Zhao, X. S. 2009. Microporous and mesoporous materials characterization of a zeolite-templated carbon for H2 storage application. Microporous and Mesoporous Materials. Vol. 118(1–3), pp. 503–507. Guan, C., Zhang, X., Wang, K., dan Yang, C. 2009. Investigation
of H2 storage in a templated carbon derived from zeolite Y and PFA, Vol. 66, pp. 565–569.
Hellums, M. W., Koros, W. J., Husk, G. R., dan Paul, D. R. 1989. Fluorinated polycarbonates for gas separation applications. Journal of Membrane Science. Vol. 46(1), pp. 93–112. Hirscher, M. 2010. Handbook of Hydrogen Storage: New Material
for Future Energy Storage. WILEY-VCH : Jerman.
Husain, S., dan Koros, W. J. 2007. Mixed matrix hollow fiber membranes made with modified HSSZ-13 zeolite in polyetherimide polymer matrix for gas separation. Journal of Membrane Science. Vol. 288(1–2), pp. 195–207.
Ismail, A. F., Khulbe, K. C., dan Matsuura, T. 2015. Gas separation membranes: Polymeric and inorganic. Springer Cham Heidelberg New York Dordrecht : London.
Ismail, A. F., Rahim, N. H., Mustafa, A., Matsuura, T., Ng, B. C., Abdullah, S., dan Hashemifard, S. A. 2011. Gas separation performance of polyethersulfone/multi-walled carbon nanotubes mixed matrix membranes. Separation and Purification Technology. Vol 80(1), pp. 20–31.
Ismail, A. F., Rahman, W. R., Aziz, F., Ismail, A. F., Rahman, W. R., dan Aziz, F. 2011. Development of polysulfone (PSF)
76
carbon molecular sieve (CMS) mixed matrix membrane (MMM) For O2/N2 gas separation. Vol. 201.
Ismail, A.F., Rana, D., Matsuura, T., Foley, H.C. 2011. Carbon Based Membranes for Separation Processes. Springer Cham Heidelberg New York Dordrecht : London.
Junaidi, M. U. M., Leo, C. P., Ahmad, A. L., Kamal, S. N. M., dan Chew, T. L. 2014. Carbon dioxide separation using asymmetric polysulfone mixed matrix membranes incorporated with SAPO-34 zeolite. Fuel Processing Technology. Vol. 118, pp. 125–132.
Kayadoe, V. 2013. Sintesis dan Karakterisasi Karbon Tertemplate Zeolit NaY dengan Prekursor Sukrosa sebagai Material Penyimpan Hidrogen. Thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.
Kiadehi, A. D., Jahanshahi, M., Rahimpour, A., dan Ghoreyshi, S. A. A. 2015. The effect of functionalized carbon nano-fiber (CNF) on gas separation performance of polysulfone (PSf) membranes. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification. Vol. 90, pp. 41–48.
Kim, S., Chen, L., Johnson, J. K., dan Marand, E. 2007. Polysulfone and functionalized carbon nanotube mixed matrix membranes for gas separation: Theory and experiment. Journal of Membrane Science. Vol. 294(1–2), pp. 147–158.
King, P.L., Ramsey, M.S., McMillan, P.F., Swayze, G. 2004. Laboratory Fourier Transform Infrared Spectroscopy Methods for Geologic Samples. Infrared spectroscopy in geochemistry, Exploration geochemistry and remote sensing; eds: 57-91.
Konwar, R. J., dan De, M. 2013. Microporous and mesoporous materials effects of synthesis parameters on zeolite templated
77 carbon for hydrogen storage application. Microporous and Mesoporous Materials. Vol. 175, pp. 16–24.
Kronenberger, Astrid. 2006. Atomic Force Microscopy; Basics and Applications. Cooperative projects of the natural, Engineering and biosciences, Jacob University.
Kroschwitz, J. 1990. Polymers Characterization and Analysis, John Wiley and Sons Inc. : Canada.
Magueijo, V. M., Anderson, L. G., Fletcher, A. J., dan Shilton, S. J. 2013. Polysulfone mixed matrix gas separation hollow fibre membranes filled with polymer and carbon xerogels. Chemical Engineering Science. Vol. 92, pp. 13–20.
Manurung, T. W., Sunardi, dan Irawa, U. 2011. Kajian Pengaruh Konsentrasi NaOH terhadap Karakter Zeolit Sintetik dari Kaolin Lokal Kalimantan Selatan. Sains dan Terapan Kimia. Vol. 5, pp. 76-83.
McHattie, J. S., Koros, W. J., dan Paul, D. R. 1991. Gas transport properties of polysulfones. 1. Role of symmetry of methyl group placement on bisphenol. Polymer. Vol. 32(5), pp 840– 850.
Millward, A. R., dan Yaghi, O. M. 2005. Metal organic frameworks with exceptionally high capacity for storage of carbon dioxide at room temperature. Vol. 127 (51), pp. 17998-17999.
Mohamad, M. B., Fong, Y. Y., dan Shariff, A. 2016. Gas separation of carbon dioxide from methane using polysulfone membrane incorporated with Zeolite-T. Procedia Engineering. Vol. 148, pp. 621–629.
Mulder, M. 1996. Basic Principles of membrane Technology 2nd ed., Kluwer Academic Publisher: Doerdrecht.
78
Nagasawa, H., Yamamoto, Y., Tsuda, N., Kanezashi, M., Yoshioka, T., dan Tsuru, T. 2017. Atmospheric-pressure plasma-enhanced chemical vapor deposition of microporous silica membranes for gas separation, Journal of Membrane Science. Vol. 524, pp. 644–651.
Nishihara, H., Hou, P., Li, L., Ito, M., Uchiyama, M., Kaburagi, T., Ikura, A., Katamura, J., Kawarada, T., Mizuuchi, K., dan Kyotani, T. 2009. High pressure hydrogen storage in Zeolite-Templated Carbon. Vol 113, pp. 3189–3196.
Nishihara, H., dan Kyotani, T. 2012. Zeolite-Templated Carbon - Its Unique Characteristics and Application. Novel Carbon Adsorbents. Elsevier Ltd.
Nishihara, H., Yang, Q., Hou, P., Unno, M., Yamauchi, S., Saito, R., Paredes, J. I., Martı, A., dan Tasco, J. M. D. 2008. A possible buckybowl-like structure of zeolite templated carbon. Vol. 7, pp. 1220-1230.
Online, V. A., Huang, Q., Wu, Y., Xiao, C., Chen, K., Song, L., dan Liu, Z. 2015. RSC Advances E ff ects of post treatment on the structure and properties of PVDF/FEP blend hollow fiber. pp. 77407–77416.
Prasetyoko, Didik., dkk. 2016. Karakterisasi Struktur Padatan. Yogyakarta: Deepublish.
Ramm, L. E., Whitlow, M. B., dan Mayer, M. M. 1982. Transmembrane channel formation by complement : Functional analysis of the number of C5b6 , C7 , C8 , and C9 molecules required for a single channel Immunology. Vol 79(8), pp. 4751–4755.
Rezakazemi, M., Ebadi Amooghin, A., Montazer-Rahmati, M. M., Ismail, A. F., dan Matsuura, T. 2014. State-of-the-art membrane based CO2 separation using mixed matrix membranes (MMMs): An overview on current status and
79 future directions. Progress in Polymer Science. Vol. 39(5), pp. 817–861.
Robeson, L. M. 1991. Correlation of separation factor versus permeability for polymeric membranes. Vol 62, pp. 165–185. Robeson, L. M. (2000). Polymer membranes for gas separation,
Vol. 4(1999), pp. 549–552.
Sang, S., Liu, Z., Tian, P., Liu, Z., Qu, L., dan Zhang, Y. 2006. Synthesis of small crystals zeolite NaY. Vol. 60, pp. 1131– 1133.
Scott, K., dan Hughes, R. 1996. Industrial membrane separation technology, Chapman and Hall. London.
Skoog, D.A., Holler, J.F., and Crouch, S.R. 2007. Principles of Instrumental Analysis 6th Edition. Canada:Thomson Corporation.
Su, F., Zhao, X. S., Lv, L., dan Zhou, Z. 2004. Synthesis and characterization of microporous carbons templated by ammonium-form zeolite Y. Vol. 42, pp. 2821–2831.
Vinoba, M., Bhagiyalakshmi, M., Alqaheem, Y., Abdulaziz, A., Pérez, A., dan Rana, M. S. 2017. Recent Progress of Fillers in Mixed Matrix Membranes for CO2 Separation: A Review. Separation and Purification Technology.
Wahab, M. F. A., Ismail, A. F., dan Shilton, S. J. 2012. Studies on gas permeation performance of asymmetric polysulfone hollow fiber mixed matrix membranes using nanosized fumed silica as fillers. Separation and Purification Technology. Vol. 86, pp. 41–48.
Walujodjati, A. 2008. Sintesis Hidrotermal dari Oksida Keramik. Jurnal Momentum. Vol 4, No 2, 33-37.
80
interactions on dynamic properties of filled vulcanizates. Rubber Chemistry and Technology. Vol. 71(3), pp. 520–589. Wenten, I .G. 2000. Teknologi membran industrial. Bandung : ITB. Wey, M. Y., Tseng, H. H., dan Chiang, C. kai 2013. Effect of MFI zeolite intermediate layers on gas separation performance of carbon molecular sieve (CMS) membranes. Journal of Membrane Science. Vol. 446, pp. 220–229.
Widjojo, N., Chung, T., dan Kulprathipanja, S. (2008): The fabrication of hollow fiber membranes with double-layer mixed-matrix materials for gas separation. Vol. 325, pp. 326– 335.
Willard, H., 1988. Instrumental Method of AnalysisI, 7th ed. Wadsworth Publishing.
Yang, Z., Xia, Y., Sun, X., dan Mokaya, R. 2006. Preparation and hydrogen storage properties of zeolite templated carbon materials nanocast via chemical vapor deposition : effect of the zeolite template and nitrogen doping. Vol. 110, pp. 18424–18431.
Youn, H., Kim, J., Chandrasekar, G., Jin, H., dan Ahn, W. 2011. High pressure carbon dioxide adsorption on nanoporous carbons prepared by Zeolite-Y templating. Materials Letters. Vol. 65(12), pp. 1772–1774.
Zahri, K., Wong, K. C., Goh, P. S., dan Ismail, A. F. 2016. Graphene oxide/polysulfone hollow fiber mixed matrix membranes for gas separation, RSC Adv. Vol. 6(92), pp. 89130–89139.
Zimmerman, C. M., Singh, A., dan Koros, W. J. 1997. Tailoring mixed matrix composite membranes for gas separations. Vol. 137, pp. 145–154.
81 Zhu, J., Meng, X., Zhao, J., Jin, Y., Yang, N., Zhang, S., Sunarso, J., dan Liu, S. 2017. Facile hydrogen/nitrogen separation through graphene oxide membranes supported on YSZ ceramic hollow fibers, Journal of Membrane Science. Vol. 535(January), pp. 143–150.
Zornoza, B., Irusta, S., Téllez, C., dan Coronas, J. 2009 Mesoporous silica sphere-polysulfone mixed matrix membranes for gas separation. Langmuir. Vol. 25(10), pp. 5903–5909.
Zulhairun, A. K., Ismail, A. F., Matsuura, T., Abdullah, M. S., dan Mustafa, A. 2014. Asymmetric mixed matrix membrane incorporating organically modified clay particle for gas separation. Chemical Engineering Journal. Vol. 241, pp. 495–503.
Zulhairun, A. K., Ng, B. C., Ismail, A. F., Surya Murali, R., dan Abdullah, M. S. 2014. Production of mixed matrix hollow fiber membrane for CO2/CH4 separation. Separation and Purification Technology. Vol. 137, pp. 1–12.
Zulhairun, A. K., Subramaniam, M. N., Samavati, A., Ramli, M. K. N., Krishparao, M., Goh, P. S., dan Ismail, A. F. 2017. High-flux polysulfone mixed matrix hollow fiber membrane incorporating mesoporous titania nanotubes for gas separation. Separation and Purification Technology. Vol. 180, pp. 13–22.
Zulhairun, A. K., Subramaniam, M. N., Samavati, A., Ramli, M. K. N., Krishparao, M., Goh, P. S., dan Ismail, A. F. 2017. High-flux polysulfone mixed matrix hollow fiber membrane incorporating mesoporous titania nanotubes for gas separation. Separation and Purification Technology. Vol. 180, pp. 13–22.
82
83 LAMPIRAN
LAMPIRAN A : SKEMA KERJA 1. Diagram Alir Penelitian
84
2. Sintesis Zeolit-Y
85 3. Sintesis Karbon Tertemplat Zeolit-Y
86
4. Preparasi Larutan Cetak Membran
a. Preparasi Larutan Cetak MMM PSf/KTZ
87 b. Preparasi Larutan Cetak Membran PSf
88
5. Fabrikasi Membran Serat Berongga
Gambar A.6 Skema kerja fabrikasi membran serat berongga 6. Uji Permeasi Gas
89 LAMPIRAN B : PERHITUNGAN FORMULA ZEOLIT-Y
1. Prosentase Komposisi Bahan a. Na2SiO3 35,5%
- Perbandingan Na2O : SiO2 = 1 : 1, Prosentase = 21–50%, rata-rata= 35,5%
sehingga Na2O : SiO2 = 17,75% : 17,75%
- SiO2 = 16 – 17%, rata-rata = 16,5% (Mr = 60,09 gr/mol) - H2O = 33 – 63%, rata-rata = 48% (Mr = 18 gr/mol) b. NaAlO2
- Al2O3 = 50 – 56%, rata-rata = 53% (Mr = 101,96 gr/mol) - Na2O = 40 – 45%, rata-rata = 42,5% (Mr = 62 gr/mol) - Fe2O3 = 0,05%
c. NaOH pelet = 99% (Mr = 40 gr/mol) 2. Pembuatan Seed Gel
Komposisi molar bahan untuk pembuatan seed gel Na2O : Al2O3 : SiO2 : H2O = 10,67 : 1 : 10 : 180
a. Massa NaAlO2 yang dibutuhkan Gram Al2O3 = n x Mr
= 1 mol x 101,96 gr/mol = 101,96 gr
Prosentase Al2O3 dalam NaAlO2 adalah 53%, maka gram NaAlO2 yang harus diambil adalah:
Gram NaAlO2 = gram Al2O3 53% = 101,96 gr 53% = 192,38 gr
90
b. Massa Na2SiO3 yang diperlukan Gram SiO2 = n x Mr
= 10 mol x 60,09 gr/mol = 600,90 gr
Prosentase SiO2 dalam Na2SiO3 = 17,75% + 16,5% = 34,25%, maka gram Na2SiO3 yang harus diambil adalah
Gram Na2SiO3 = gram SiO2 34,25% = 600,90 gr 34,25% = 1752,07 gr c. Massa H2O yang diperlukan
Gram H2O = n x Mr
= 180 mol x 18 gr/ mol = 3240 gr
Prosentase H2O dalam Na2SiO3 adalah 48% Gram H2O = 48% x gram Na2SiO3
= 48% x 1752,07 gr = 840,99 gr
Sehingga gram H2O yang harus diambil adalah Gram H2O = 3240 – 840,99 gr
= 2399,01 gr d. Massa NaOH yang diperlukan
Prosentase Na2O dalam NaAlO2 adalah 42,5% Gram Na2O = 42,5% x gram NaAlO2
= 42,5% x 192,38 gr = 81,76 gr
91 Mol Na2O = 81,76 gr
62 gr/mol = 1,32 mol
Prosentase Na2O dalam Na2SiO3 adalah 17,75% Gram Na2O = 17,75% x gram Na2SiO3
= 17,75% x 1752,07 gr = 310,99 gr
Mol Na2O = 310,99 gr 62 gr/mol = 5,02 mol
Total mol Na2O dari NaAlO2 dan Na2SiO3 adalah = 1,32 + 5,02 mol = 6,34 mol
Maka penambahan mol Na2O yang dibutuhkan adalah : = 10,67 – 6,34 mol = 4,33 mol (ditambahkan dari NaOH) Penambahan NaOH = 2 x 4,33 mol
= 8,67 mol
Gram NaOH yang harus ditambahkan = 8,67 mol x 40 gr/mol = 346,82 gr
Semua massa bahan dalam seed gel dibagi dengan 100, sehingga massa bahan untuk pembuatan seed gel adalah :
NaAlO2 = 192,38 gr : 100 = 1,92 gr Na2SiO3 = 1752,07 gr : 100 = 17,52 gr H2O = 2399,01 gr : 100 = 23,99 gr NaOH = 346,82 gr : 100 = 3,47 gr_ + Massa total teoritis = 46,03 gr
92
Untuk membuat overall gel, massa seed gel yang ditambahkan ke dalam feedstock gel adalah 16,5 gr, sehingga komposisi molar masing-masing bahan dalam 16,5 gr seed gel ditunjukkan pada tabel berikut.
Tabel B.1 Komposisi molar masing-masing bahan dalam 16,5 gram seed gel
Bahan Mol Gram
Na2O 0,1067 0,1067 mol x 62 gr/mol = 6,62 gr Al2O3 0,01 0,01 mol x 101,96 gr/mol = 1,02 gr SiO2 0,1 0,1 mol x 60 gr/mol = 6 gr
H2O 1,8 1,8 mol x 18 gr/mol = 32,4 gr Tabel B.2 Mol komponen dalam 16,5 gram seed gel
Mol Na2O = (16,5 gr/ 46,03 gr) x 0,1067 mol = 0,0382 mol
Mol Al2O3 = (16,5 gr/ 46,03 gr) x 0,01 mol = 0,0036 mol
Mol SiO2 = (16,5 gr/ 46,03 gr) x 0,1 mol = 0,0358 mol
Mol H2O = (16,5 gr/ 46,03 gr) x 0,1067 mol = 0,6452 mol
3. Feedstock Gel
Perbandingan feedstock gel : seed gel yang harus ditambahkan untuk membentuk overall gel adalah 18 : 1
Rasio perbandingan SiO2 dan Al2O3 pada feedstock gel : seed gel
= (0,0645 + 0,6452) : (0,0036 + 0,0358) = 0,7097 : 0,0394
93 Tabel B.3 Rasio SiO2 dan Al2O3 pada feedstock gel : seed gel
Spesi Mol Al2O3 Mol SiO2 Mol H2O Seed gel 0,0036 0, 0358 0,6452 Feedstock gel 0,0645 0,6451 11,6129 Rasio terhadap
Al2O3 1 10 18
a. Massa NaAlO2 yang diperlukan Gram Al2O3 = n x Mr
= 0,0645 mol x 101,96 gr/mol = 6,5777 gr
Prosentase Al2O3 dalam NaAlO2 adalah 53%, maka gram NaAlO2 yang harus diambil adalah
Gram NaAlO2 = gram Al2O3 53% = 6,5777 gr 53% = 12,4106 gr b. Massa Na2SiO3 yang diperlukan
Gram SiO2 = n x Mr
= 0,6451 mol x 60,09 gr/mol = 38,7072 gr
Prosentase SiO2 dalam Na2SiO3 = 17,75% + 16,5% = 34,25%, maka gram Na2SiO3 yang harus diambil adalah
Gram Na2SiO3 = gram SiO2 34,25% = 38,7072 gr 34,25% = 113,0137 gr
94
c. Gram H2O
Gram H2O = n x Mr
= 11,6129 mol x 18 gr/ mol = 209,0318 gr
Prosentase H2O dalam NaSiO3 adalah 48% Gram H2O = 48% x gram NaSiO3
= 48% x 113,0137 gr = 54,2466 gr
Sehingga massa H2O yang harus diambil adalah Gram H2O = 209,0318 – 54,2466 gr
= 154,7852 gr d. Gram NaOH
Prosentase Na2O dalam NaAlO2 adalah 42,5% Gram Na2O = 42,5% x gram NaAlO2
= 42,5% x 12,4106 gr = 5,2745 gr
Mol Na2O = 5,2745 gr 62 gr/mol = 0,0851 mol
Prosentase Na2O dalam Na2SiO3 adalah 17,75% Gram Na2O = 17,75% x gram NaSiO3
= 17,75% x 113,0137 gr = 20,0599 gr
Mol Na2O = 20,0599 gr 62 gr/mol = 0,3235 mol
95 Total mol Na2O dari NaAlO2 dan Na2SiO3 adalah
= 0,0851 + 0,3235 mol = 0,4086 mol Rasio Na2O : Al2O3 = 0,4086 : 0,0645
= 6,334
Karena rasio Na2O 6,334 lebih besar dari perbandingan 4,30 maka jumlah NaOH yang harus ditambahkan adalah 0,1 gram.
Tabel B.4 Massa zat yang digunakan dalam pembuatan feedstock gel dan seed gel
Spesi NaAlO2
(gr) Na2SiO3 (gr) H2O (gr) NaOH (gr) Seed gel 1,9238 17,5207 23,9901 3,4682 Feedstock
gel
96
LAMPIRAN C : HASIL XRD 1. XRD Zeolit-Y
Gambar C.1 Difraktogram XRD dari Zeolit-Y Tabel C.1 Data hasil XRD zeolit-Y
Pos.
[°2Th.] Height [cts] FWHM Left [°2Th.] d-spacing [Å] Rel. Int. [%] 6.2831 1507.97 0.1673 14.06749 100.00 6.3853 1053.27 0.0669 13.84247 69.85 10.2033 321.73 0.2676 8.66972 21.34 11.8902 272.88 0.2007 7.44321 18.10 12.5109 160.05 0.2007 7.07531 10.61 15.6248 652.56 0.0669 5.67159 43.27 17.7414 113.51 0.1338 4.99941 7.53 18.5957 256.54 0.1004 4.77162 17.01 20.2768 444.92 0.1673 4.37966 29.50 21.7291 105.45 0.2676 4.09012 6.99 22.7168 158.10 0.2007 3.91447 10.48 23.5296 854.38 0.1506 3.78106 56.66 24.9433 49.59 0.1338 3.56988 3.29 25.6540 79.94 0.1673 3.47256 5.30
97 26.9426 672.98 0.1840 3.30933 44.63 27.6399 132.04 0.1673 3.22742 8.76 28.1273 286.42 0.2007 3.17259 18.99 29.4952 210.75 0.2007 3.02849 13.98 30.6181 395.43 0.1171 2.91993 26.22 31.2975 746.74 0.1840 2.85808 49.52 32.2804 309.47 0.0836 2.77327 20.52 32.9567 109.32 0.2007 2.71788 7.25 33.9059 277.94 0.0836 2.64394 18.43 34.5496 146.48 0.1171 2.59614 9.71 35.4938 44.97 0.2007 2.52921 2.98 37.6981 182.40 0.1004 2.38624 12.10 40.3768 39.59 0.2676 2.23390 2.63 41.2069 117.85 0.1673 2.19080 7.81 41.6648 63.02 0.2676 2.16777 4.18 42.9931 73.23 0.1673 2.10383 4.86 43.8234 46.43 0.1338 2.06587 3.08 46.9208 33.36 0.2676 1.93647 2.21 47.5155 41.96 0.1004 1.91361 2.78 49.1823 35.73 0.1004 1.85259 2.37
98
2. XRD Standart JCPDS No. 39-1380
Gambar C.2 Difraktogram XRD dari standar JCPDS No. 39-1380 zeolit-Y
Tabel C.2 Data hasil standar JCPDS No. 39-1380
2θ Intensitas 2θ Intensitas 6,184 100 29,603 25 10,112 19 30,697 36 11,869 12 31,36 78 12,386 5 32,41 28 14,343 2 33,025 11 15,615 78 34,033 32 17,582 4 34,644 14 18,664 44 35,625 4 20,304 52 37,151 4 21,237 3 37,865 23 21,497 3 40,565 5 22,764 18 41,342 13 23,642 95 41,844 7 24,977 8 43,143 8 25,748 22 43,959 11
99
26,988 67 45,256 2
27,768 19 45,714 4
28,936 3
3. XRD Komposit Karbon/Zeolit-Y
Gambar C.3 Difraktogram XRD dari komposit karbon/zeolit-Y Tabel C.3 Data hasil XRD komposit karbon/zeolit-Y
Pos.
[°2Th.] Height [cts] FWHM Left [°2Th.] d-spacing [Å] Rel. Int. [%] 6.1617 761.18 0.1004 14.34429 100.00 10.0905 109.05 0.1338 8.76642 14.33 11.8055 160.82 0.0669 7.49646 21.13 15.5548 462.04 0.1004 5.69696 60.70 18.6004 240.44 0.1506 4.77043 31.59 20.2691 248.11 0.1004 4.38130 32.59 21.2499 76.50 0.1673 4.18125 10.05 22.7199 123.09 0.1673 3.91395 16.17 23.1537 111.97 0.1338 3.84158 14.71 23.5098 591.49 0.1673 3.78420 77.71 25.6822 73.16 0.2007 3.46881 9.61
100 26.9007 387.72 0.1004 3.31440 50.94 29.6001 89.14 0.4015 3.01800 11.71 30.6078 145.27 0.2007 2.92089 19.08 31.2265 264.64 0.1224 2.86205 34.77 31.3510 245.83 0.1004 2.85333 32.30 32.3368 111.67 0.1673 2.76856 14.67 33.0292 47.25 0.2676 2.71209 6.21 33.9987 97.26 0.1004 2.63694 12.78 34.5213 50.16 0.2007 2.59820 6.59 37.7517 45.27 0.2676 2.38298 5.95 39.1851 24.47 0.2007 2.29905 3.21 40.4241 16.80 0.4015 2.23140 2.21 41.2541 30.38 0.2007 2.18840 3.99 41.8080 29.45 0.2007 2.16068 3.87 43.1146 38.50 0.2007 2.09818 5.06 47.2641 10.59 0.8029 1.92320 1.39
4. XRD Karbon Tertemplat Zeolit-Y
101 Tabel C.4 Data hasil XRD dari karbon tertemplat zeolit-Y
Pos.
[°2Th.] Height [cts] FWHM Left [°2Th.] d-spacing [Å] Rel. Int. [%] 6.0485 26.04 0.0900 14.60034 100.00 5. XRD Membran PSf
Gambar C.5 Difraktogram XRD dari membran PSf Tabel C.5 Data hasil XRD dari membran PSf
Pos.
[°2Th.] Height [cts] FWHM Left [°2Th.] d-spacing [Å] Rel. Int. [%] 17.7774 43.02 0.0900 4.98525 100.00
102
6. XRD MMM PSf/KTZ (0,7% berat)
Gambar C.6 Difraktogram XRD dari MMM PSf/KTZ (0,7% berat)
Tabel C.6 Data hasil XRD dari MMM PSf/KTZ (0,4% berat) Pos.
[°2Th.] Height [cts] FWHM Left [°2Th.] d-spacing [Å] Rel. Int. [%] 8.9208 29.65 0.2007 9.91300 100.00 17.9644 25.19 0.2007 4.93787 84.95
Position [°2Theta] (Copper (Cu))
10 20 30 40 Counts 0 100 200 300 0,7% KTZ Uncoated
103 LAMPIRAN D : HASIL FTIR
1. FTIR Karbon Tertemplat Zeolit-Y
Gambar D.1 Spektra FTIR karbon tertemplat zeolit-Y Tabel D.1 Data hasil FTIR karbon tertemplat zeolit-Y
Peak Intensitas 406,33 46,338 420,47 47,676 1172,86 53,507 1574,71 54,595 3340,99 57,744
104
2. FTIR Membran PSf
Gambar D.2 Spektra FTIR dari membran PSf Tabel D.2 Data hasil FTIR membran PSf
Peak Intensitas Peak Intensitas
403,70 82,000 1147,74 64,306 411,54 76,393 1168,22 72,833 423,31 80,443 1235,87 64,266 457,73 80,997 1293,29 79,783 472,87 81,049 1321,89 81,976 555,57 62,808 1363,57 92,537 635,32 83,410 1409,31 89,219 690,06 74,300 1486,25 66,222 714,76 80,000 1503,41 75,311 733,82 84,634 1583,38 73,706 760,80 88,945 1909,68 96,456 831,30 69,895 2021,20 95,745 852,23 76,454 2029,89 96,250
105 872,48 76,434 2039,24 96,124 1012,73 76,939 2921,30 91,963 1079,38 76,670 2965,56 91,687 1103,57 66,617 3065,41 94,712 3. FTIR MMM PSF/KTZ (0,7% berat)
Gambar D.3 Spektra FTIR dari MMM PSf/KTZ (0,7% berat) Tabel D.3 Data hasil FTIR membran MMM PSf/KTZ (0,7%
berat)
Peak Intensitas Peak Intensitas
404,91 70,466 872,93 78,520 410,71 71,224 1013,23 72,193 416,58 71,167 1073,75 74,334 424,93 72,642 1103,98 70,663 430,86 73,073 1148,34 73,154 436,64 73,263 1168,34 78,304 442,60 74,175 1235,64 78,141
106 448,64 73,828 1293,72 87,107 456,29 74,400 1323,14 86,281 556,35 70,825 1386,53 85,113 627,72 80,684 1486,77 81,908 690,37 77,677 1503,30 85,239 714,95 80,099 1583,17 75,022 832,46 76,364 2965,79 94,155 852,71 79,468 3287,35 91,844
107 LAMPIRAN E : Hasil TGA
1. TGA Membran PSf
108
2. TGA MMM PSf/KTZ (0,4% berat)
109 3. TGA MMM PSf/KTZ (0,5% berat)
110
4. TGA MMM PSf/KTZ (0,7 % berat)
111 LAMPIRAN F : HASIL DSC
1. DSC Membran PSf
112
2. DSC MMM PSf/KTZ (0,4% berat)
113 3. DSC MMM PSf/KTZ (0,5% berat)
114
4. DSC MMM PSf/KTZ (0,7% berat)
115 LAMPIRAN G
DATA UJI PERMEASI GAS 1. Permeabilitas
Parameter tetap : T = 298 K
P = 375,03 cmHg (CO2, CH4, O2, N2) P = 225,02 cmHg (H2)
Contoh perhitungan untuk CH4 :
𝑝𝑖 𝑙 = 𝑄 𝐴 𝑃 273,15 . 106 𝑇 =𝐴 𝑃 𝑄 273,15 . 10𝑇 6 = 0,123 𝑐𝑚3/s 13,171 𝑐𝑚2 375,03 𝑐𝑚𝐻𝑔 273,15 . 106 298 𝐾 = 22,78 𝑐𝑚𝐻𝑔. 𝑐𝑚. 𝑠−1. 𝐾−1 = 22,78 𝐺𝑃𝑈
Perhitungan permeabilitas untuk semua gas dengan 4 kali pengulangan pada membran PSf ditunjukkan pada tabel.
Tabel G.1 Nilai permeabilitas pada membran PSf
Gas Q (cm3/s) (cmA 2) (cmHg) P (K) T (GPU) p Rata-rata CH4 0,12 13,17 375,03 298 22,78 23,49 0,12 13,17 375,03 298 21,91 0,13 13,17 375,03 298 24,27 0,13 12,90 375,03 298 25,03 CO2 0,29 13,17 375,03 298 53,49 60,13 0,32 13,17 375,03 298 60,55 0,32 13,17 375,03 298 60,36 0,35 12,90 375,03 298 66,12 N2 0,09 13,17 375,03 298 16,97 16,53 0,09 13,17 375,03 298 16,57
116 0,08 13,17 375,03 298 14,99 0,09 12,90 375,03 298 17,59 O2 0,12 13,17 375,03 298 22,44 21,17 0,12 13,17 375,03 298 22,58 0,09 13,17 375,03 298 16,53 0,12 12,90 375,03 298 23,13 H2 0,55 13,17 225,02 298 170,50 182,57 0,60 13,17 225,02 298 186,68 0,58 13,17 225,02 298 178,14 0,61 12,90 225,02 298 194,98
Tabel G.2 Nilai permeabilitas pada MMM PSf/KTZ (0,4% berat)
Gas Q (cm3/s) (cmA 2) (cmHg) P (K) T (GPU) p Rata-rata CH4 0,04 12,77 375,03 298 8,02 5,78 0,02 12,02 375,03 298 4,21 0,03 12,43 375,03 298 5,35 0,03 11,89 375,03 298 5,56 CO2 0,33 12,77 375,03 298 63,28 53,79 0,28 12,02 375,03 298 56,84 0,28 12,43 375,03 298 55,46 0,19 11,89 375,03 298 39,59 N2 0,03 12,77 375,03 298 6,23 4,93 0,02 12,02 375,03 298 4,16 0,02 12,43 375,03 298 4,72 0,02 11,89 375,03 298 4,61 O2 0,08 12,77 375,03 298 15,30 13,02 0,07 12,02 375,03 298 13,55 0,07 12,43 375,03 298 13,13 0,05 11,89 375,03 298 10,10 H2 0,55 12,77 225,02 298 175,27 157,93 0,50 12,02 225,02 298 168,23 0,50 12,43 225,02 298 164,10 0,36 11,89 225,02 298 124,11
117 Tabel G.3 Nilai permeabilitas pada MMM PSf/KTZ (0,5% berat)
Gas Q (cm3/s) (cmA 2) (cmHg) P (K) T (GPU) p Rata-rata CH4 0,13 12,01 375,03 298 26,12 24,14 0,12 11,81 375,03 298 24,60 0,12 12,27 375,03 298 24,39 0,10 11,87 375,03 298 21,43 CO2 0,37 12,01 375,03 298 75,24 77,12 0,43 11,81 375,03 298 89,56 0,35 12,27 375,03 298 69,59 0,36 11,87 375,03 298 74,10 N2 0,09 12,01 375,03 298 18,77 17,74 0,08 11,81 375,03 298 17,29 0,09 12,27 375,03 298 18,82 0,08 11,87 375,03 298 16,08 O2 0,14 12,01 375,03 298 29,25 26,85 0,13 11,81 375,03 298 27,40 0,13 12,27 375,03 298 25,34 0,12 11,87 375,03 298 25,43 H2 0,68 12,01 225,02 298 231,94 240,38 0,71 11,81 225,02 298 246,50 0,71 12,27 225,02 298 234,80 0,72 11,87 225,02 298 248,29
Tabel G.4 Nilai permeabilitas pada MMM PSf/KTZ (0,7% berat)
Gas Q (cm3/s) (cmA 2) (cmHg) P (K) T (GPU) p Rata-rata CH4 12,62 1,12 375,03 298 217,48 209,38 12,68 1,15 375,03 298 221,18 12,04 0,98 375,03 298 199,68 12,36 1,01 375,03 298 199,18 CO2 12,62 0,82 375,03 298 158,22 145,79 12,68 0,82 375,03 298 158,54 12,04 0,68 375,03 298 138,76
118 12,36 0,65 375,03 298 127,64 N2 12,62 0,76 375,03 298 146,49 138,04 12,68 0,75 375,03 298 144,43 12,04 0,67 375,03 298 135,97 12,36 0,63 375,03 298 125,37 O2 12,62 0,74 375,03 298 143,59 133,91 12,68 0,74 375,03 298 143,29 12,04 0,63 375,03 298 129,16 12,36 0,60 375,03 298 119,61 H2 12,62 1,56 225,02 298 502,49 473,91 12,68 1,56 225,02 298 502,02 12,04 1,34 225,02 298 452,04 12,36 1,33 225,02 298 439,09 2. Selektivitas
Contoh perhitungan selektivitas CO2 terhadap CH4 pada membran PSf : 𝛼𝑖/𝑗 =(𝑝 𝑖 𝑙 ) (𝑝𝑙 )𝑗 =53,49 𝐺𝑃𝑈 22,78 𝐺𝑃𝑈 = 2,35
Tabel G.5 Nilai selektivitas CO2 terhadap CH4 pada membran
membran pCO2
(GPU) (GPU) pCH4 α Rata-rata
PSf 53,49 22,78 2,35 2,56 60,55 21,91 2,76 60,36 24,27 2,49 66,12 25,03 2,64 PSf/KTZ (0,4% berat) 63,28 56,84 8,02 4,21 13,50 7,89 9,72
119 55,46 5,35 10,37 39,59 5,56 7,13 PSf/KTZ (0,5% berat) 75,24 89,56 26,12 24,60 2,88 3,64 3,21 69,59 24,39 2,85 74,10 21,43 3,46 PSf/KTZ (0,7% berat) 158,22 158,54 217,48 221,18 0,73 0,72 0,70 138,76 199,68 0,69 127,64 199,18 0,64
Tabel G.6 Nilai selektivitas O2 terhadap N2 pada membran
membran pO2
(GPU) (GPU) pN2 α Rata-rata
PSf 22,44 16,97 1,32 1,28 22,58 16,57 1,36 16,53 14,99 1,10 23,13 17,59 1,31 PSf/KTZ (0,4% berat) 15,30 13,55 6,23 4,16 2,46 3,26 2,67 13,13 4,72 2,78 10,10 4,61 2,19 PSf/KTZ (0,5% berat) 29,25 27,40 18,77 17,29 1,56 1,58 1,52 25,34 18,82 1,35 25,43 16,08 1,58 PSf/KTZ (0,7% berat) 143,59 143,29 146,49 144,43 0,98 0,99 0,97 129,16 135,97 0,95 119,61 125,37 0,95
120
Tabel G.7 Nilai selektivitas H2 terhadap CH4 pada membran
membran pH2
(GPU) (GPU) pCH4 α Rata-rata
PSf 170,50 22,78 7,49 7,78 186,68 21,91 8,52 178,14 24,27 7,34 194,98 25,03 7,79 PSf/KTZ (0,4% berat) 175,27 168,23 8,02 4,21 21,86 39,97 28,71 164,10 5,35 30,68 124,11 5,56 22,34 PSf/KTZ (0,5% berat) 231,94 246,50 26,12 24,60 10,02 8,88 10,03 234,80 24,39 9,63 248,29 21,43 11,58 PSf/KTZ (0,7% berat) 502,49 502,02 217,48 221,18 2,31 2,27 2,26 452,04 199,68 2,26 439,09 199,18 2,20
Tabel G.8 Nilai selektivitas CO2 terhadap N2 pada membran
membran PCO2
(GPU) (GPU) PN2 α Rata-rata
PSf 53,49 16,97 3,15 3,65 60,55 16,57 3,65 60,36 14,99 4,03 66,12 17,59 3,76 PSf/KTZ (0,4% berat) 63,28 56,84 6,23 4,16 10,16 13,66 11,04 55,46 4,72 11,74 39,59 4,61 8,59 PSf/KTZ (0,5% berat) 75,24 89,56 18,77 17,29 4,01 5,18 4,37 69,59 18,82 3,70
121 74,10 16,08 4,61 PSf/KTZ (0,7% berat) 158,22 158,54 146,49 144,43 1,08 1,10 1,05 138,76 135,97 1,02 127,64 125,37 1,02
122
123 BIODATA PENULIS
Penulis dilahirkan di Sumenep pada tanggal 17 Oktober 1995 sebagai anak pertama dari dua bersaudara. Penulis telah menempuh pendidikan di SD. Taman Muda Kalianget, SMP 1 Sumenep, dan SMA 1 Pamekasan. Penulis diterima dijurusan Kimia FIA-ITS pada tahun 2014 melalui jalur SBMPTN dan terdaftar dengan NRP 01211440000072. Penulis mengambil bidang minat Kimia Material Energi di bawah bimbingan ibu Nurul Widiastuti Ph.D. selama menempuh pendidikan, penulis pernah ikut dalam beberapa organisasi, pelatihan dan kepanitian. Penulis pernah menjabat sebagai staff Divisi Kesejahteraan Mahasiswa HIMKA ITS 2015/2016 dan bendahara Divisi Hubungan Luar BEM FMIPA ITS 2016/2017.
Penulis dapat dihubungi melalui : Email : afifahnurubaidillah@gmail.com